【題目】如圖,足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,間距為L,與水平面成θ角,導(dǎo)軌與定值電阻R1和R2相連,且R1=R2=R,R1支路串聯(lián)開(kāi)關(guān)S,原來(lái)S閉合。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上,有一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,它與導(dǎo)軌始終接觸良好,受到的摩擦力為.現(xiàn)將導(dǎo)體棒ab從靜止釋放,沿導(dǎo)軌下滑,當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為v,已知重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì),求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)如果導(dǎo)體棒ab從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),這一過(guò)程回路中產(chǎn)生的電熱是多少?
(3)導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,將做怎樣的運(yùn)動(dòng)?若從這時(shí)開(kāi)始導(dǎo)體棒ab下滑一段距離后,通過(guò)導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為q,求這段距離是多少?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)回路中的總電阻為:R總=R
當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度v勻速下滑時(shí)棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=BLv
此時(shí)棒中的感應(yīng)電流為:I=
mgsin θ=B I L+Ff
解得:
(2) 由Ff=mgsin θ
導(dǎo)體棒ab減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能、回路中產(chǎn)生的焦耳熱以及克服摩擦力做功的和mgsin θ·x=mv2+Q+Ff·x
解得:Q=mgsin θ·x-mv2
(3)S斷開(kāi)后,導(dǎo)體棒先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
回路中的總電阻為:R總′=2R
設(shè)這一過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為Δt,這一過(guò)程回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為,通過(guò)導(dǎo)體棒ab的平均感應(yīng)電流為,導(dǎo)體棒ab下滑的距離為s,則: ,
得:
解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(22分)如圖甲所示,在空間存在垂直紙面向里的場(chǎng)強(qiáng)為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界AB、CD相距為d,在左邊界的Q點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量大小為q的負(fù)電粒子,沿著與左邊界成30°的方向射入磁場(chǎng),粒子重力不計(jì),求:
(1)帶電粒子能從AB邊界飛出的最大速度;
(2)若帶電粒子能垂直于CD邊界飛出磁場(chǎng),穿過(guò)小孔進(jìn)入如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中減速至零且不碰到負(fù)極板,則極板間電壓以及整個(gè)過(guò)程中粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?
(3)若帶電粒子的速度為(2)中速度的倍,并可以從Q點(diǎn)沿紙面各個(gè)方向射入磁場(chǎng),則粒子能打到CD邊界的長(zhǎng)度為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面上有一小車(chē),右端固定一沙箱,沙箱上連接一水平的輕質(zhì)彈簧,小車(chē)與沙箱的總質(zhì)量為。車(chē)上在沙箱左側(cè)距離的位置上放有一質(zhì)量為小物塊A,物塊A與小車(chē)的動(dòng)摩擦因數(shù)為。僅在沙面上空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)。當(dāng)物塊A隨小車(chē)以速度向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),距沙面高處有一質(zhì)量為的帶正電的小球,以的初速度水平向左拋出,最終落入沙箱中。已知小球與沙箱的相互作用時(shí)間極短,且忽略最短時(shí)的長(zhǎng)度,并取。求:
(1)小球落入沙箱前的速度和開(kāi)始下落時(shí)與小車(chē)右端的水平距離;
(2)小車(chē)在前進(jìn)過(guò)程中,彈簧具有的最大值彈性勢(shì)能;
(3)設(shè)小車(chē)左端與沙箱左側(cè)的距離為。請(qǐng)討論分析物塊A相對(duì)小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其與小車(chē)摩擦產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系式。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,需要平衡摩擦力的實(shí)驗(yàn)有__________(填字母)
A.“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”
B.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”
C.“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”
D.“探究作用力與反作用力的關(guān)系”
(2)某小組做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí),除了選擇小車(chē)、速滑輪的長(zhǎng)木板、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)(按需要備選)外,還要選擇下圖中的哪些儀器___________(填字母)
(3)在上小題中,用一端固定的橡皮筋代替鉤碼和細(xì)線(xiàn)拉動(dòng)小車(chē),就可以做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。調(diào)節(jié)好實(shí)驗(yàn)裝置,當(dāng)用一條橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)時(shí),打出的紙帶如下圖所示,請(qǐng)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算小車(chē)勻速時(shí)的速度v=_______m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一帶電塑料小球質(zhì)量為m,用絲線(xiàn)懸掛于0點(diǎn),并在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),最大擺角為60°,水平磁場(chǎng)垂直于小球擺動(dòng)的平面。當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時(shí),懸線(xiàn)上的張力恰為零,則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線(xiàn)上的張力為
A. 2mg B. 4mg C. 6mg D. 8mg
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)物體以初速度v0從A點(diǎn)開(kāi)始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng).已知有一個(gè)水平力作用在物體上,物體運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線(xiàn)所示,圖中B為軌跡上的一點(diǎn),虛線(xiàn)是過(guò)A、B兩點(diǎn)且與軌跡相切的直線(xiàn),虛線(xiàn)和實(shí)線(xiàn)將水平面劃分為5個(gè)區(qū)域.關(guān)于施力物體的位置,下面說(shuō)法正確的是(____)
A. 如果這個(gè)力是引力,則施力物體一定在④區(qū)域
B. 如果這個(gè)力是引力,則施力物體一定在②區(qū)域
C. 如果這個(gè)力是斥力,則施力物體一定在②區(qū)域
D. 如果這個(gè)力是斥力,則施力物體一定在③區(qū)域
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在大型物流貨場(chǎng),廣泛應(yīng)用著傳送帶搬運(yùn)貨物。如圖甲所示,與水平面成θ角傾斜的傳送帶以恒定速率運(yùn)動(dòng),皮帶始終是繃緊的,將m=lkg的貨物放在傳送帶上的A處,經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端。用速度傳感器測(cè)得貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間t變化圖象如圖乙所示,已知重力加速度g=10m/s,由v-t圖可知
A. A、B兩點(diǎn)的距離為2.4m
B. A、B兩點(diǎn)的距離為3.2m
C. 貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
D. 貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示:正方形絕緣光滑水平臺(tái)面WXYZ邊長(zhǎng)=1.8m,距地面h=0.8m。平行板電容器的極板CD間距d=0.1m且垂直放置于臺(tái)面,C板位于邊界WX上,D板與邊界WZ相交處有一小孔。電容器外的臺(tái)面區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電荷量q=5×10-13C的微粒靜止于W處,在CD間加上恒定電壓U=2.5V,板間微粒經(jīng)電場(chǎng)加速后由D板所開(kāi)小孔進(jìn)入磁場(chǎng)(微粒始終不與極板接觸),然后由XY邊界離開(kāi)臺(tái)面。在微粒離開(kāi)臺(tái)面瞬時(shí),靜止于X正下方水平地面上A點(diǎn)的滑塊獲得一水平速度,在微粒落地時(shí)恰好與之相遇。假定微粒在真空中運(yùn)動(dòng)、極板間電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng),滑塊視為質(zhì)點(diǎn),滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,取g=10m/s2
(1)求微粒在極板間所受電場(chǎng)力的大小并說(shuō)明兩板地極性;
(2)求由XY邊界離開(kāi)臺(tái)面的微粒的質(zhì)量范圍;
(3)若微粒質(zhì)量mo=1×10-13kg,求滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所獲得的速度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一光滑、絕緣的半球殼固定在絕緣水平面上,球殼半徑為R,在球心O處固定一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷,一個(gè)帶負(fù)電荷的小物塊(物塊可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在球殼的頂端A,F(xiàn)在小物塊受到輕微擾動(dòng)從右側(cè)下滑,已知物塊靜止在A點(diǎn)時(shí),對(duì)球殼的壓力大小是物塊重力大小的2倍,P點(diǎn)在球面上。則
A. 物塊沿球面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能增大
B. 物塊沿球面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能不變
C. 若物塊恰好在P點(diǎn)離開(kāi)球面,則物塊的速度大小為
D. 若物塊恰好在P點(diǎn)離開(kāi)球面,則物塊的速度大小為
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